معالجة الفضلات والمخلفات السائلة

معالجة الفضلات والمخلفات السائلة

تعرف الفضلات السائلة بأنها عبارة عن خليط من السوائل أو المياة الحاملة للأوساخ والتي تتم صرفها من المنازل و المؤسسات والمناطق التجارية والصناعية ‘ مع المياة الجوفية والسطحية ومياة اظلمطار التي ربما وجدت طريقها أليها .

ومياة المجاري والحمأة عبارة عن محلول مخلوط ربما لوث بيئة الأنسان من مياة وهواء وتربة وطعام ومسكن .وعلية فلا بد من معالجة هذة الفضلات وأتباع الأساليب المتلي لتخلص النهائى منها وذلك بغية تجنب أى مشاكل صحية او اجتماعية محتملة ويمكن ايجاز المشاكل والمخاطر المتعلقة بعدم أنتهاج طرق التخلص من الفضلات السائلة كالأتي :

1.تؤتر الفضلات السائلة علي نوع المياة الطبيعية ونلك بأنتاج الطعم البغيض والروائح الكريهة والغازات الضارة متل تانى أكسيد الكربون وكبرتيد الهيدروجين والميتان .

2.تحتوى الفضلات السائلة على ميكروبات والجراتيم قد تسببت الأمراض كما وربما نجم من المركبات العضوية المستحدثة بعض الأتار الفسيولوجية على المدي الطويل .

3. ربما أتت الحمأة والاوساخ بالمنظفات التابتة كيمائياً والمبدات وغيرها من المواد والمركبات السامية .

4.تنتج الحمأة كميات من المواد الصلبة التى تتراكم في قاع المسطحات المائية التى ربما أترتت سلبياً على نوعهذة المياة .

5.تؤتر الزيوت والشحوم الموجودة في بعض المخلفات السائلة على المناظر خاصة فى المناطق الساحلية والمناطق الترفيهية وتمنع الأستخدام الأمثل لمناطق السياحة وألاستحمام كما تؤتر سلبياً على عمليات المعالجة الحيوية .

6.ربما أتت الحمأة ومياة المجارى بمشاكل التخمة للبحريات وماشاكلها ونلك بزيادة درجات تركيز مواد التغدية النباتية في المسطحات المائية

معالجة الفضلات السائلة ::

تنقسم وحدات معالجة الفضلات السائلة علي حسب حجمها إلى :

(ا) وحدات صغيرة : وتستخدم هذة الوحدات لمعالجة الفضلات السائلة المتعلقة بالمنشأت الفردية أو لمجموعة صغيرة من السكان . وعادة تعمل هذة الوحدات كوحدات معالجة وتخلص نهائى وتوضع في إصدار الفضلات وعادة تستخدم هذة الطريقة لمعالجة الفضلات السائلة في الريف والقري والدساكر ومنازل الأفراد .

(ب)وحدات كبيرة: وهذة الوحدات تعمل على معالجة والتخلص من الفضلات السائلة الصادرة من مجموعات كبيرة من السكان وعلية فيتم جمع الحمأة من عدد مناطق لتجد طريقها الى محطة المعالجة الرئسية وغالباً تعالج هذة المحطات المخافات السائلة في المدن .

أسباب معالجة الفضلات السائلة :

من أهم الأسباب لأتمام معالجة الفضلات السائلة مايلى :

1-منع أوتقليل الملوثات التى ربما وجدت طريقها لمصدر المياة السطحية أو الجوفية .

2-منع إنتشار الأمراض المعدية بأزالة أو قتل الجراتيم الموجودة فى الفضلات السائلة و الحماة.

3-موازنة الحمأة لمنع حدوت المخاطر الصحية .

4-الحد من إنتاج الروائح الكريهة وغيرها من المكدرات .

5-إعادة إستخدام ماء التصريف الخارج من محطات المعالجة وإعادة إستخدام الحمأة و النواتج الثانوية من وحدات المعالجة .

وعامة تنقسم وحدات المعالجة الى :

1.عمليات موحدة وتحكمها القوي الطبيعية .

2.معالجة موحدة وتحكمها التفاعلات الحيوية والكيمائية .

أقسام طرق المعالجة :

أ.طرق طبيعية : وفى هذة الطرق فأن نظام المعالجة يتم بفضل عمل قوى ذات خواص طبيعية متل قوى الجادبية الأرضية . وأمثلة لهذة الطرق توجد فى : الخلط والطفو و الترسيب و الترشيح .

ب.طرق كيميائية : وفى هذة الطريقة يتم تهيئة الملوتات ومن ثم إزالتها بأضافة بعض المواد والمركبات الكيميائية ويترتب على ذلك تفاعلات لها نواتج ثانوية ثابتة وغازات . ومتال هذة الطرق : إنتشار الغازات والأمتصاص و التطهير و الترسيب والأكسدة الكيميائيين .

ج.طرق حيوية أو بيولوجية :ويتم بفضل هذة الطرق إزالة الملوتات بالتفتت والتحلل الحيوى والأنشطة البيولوجية وعادتاً تستخدم هذة الطرق لأزالة المواد العضوية الغروية والذلئبة القابلة لتفسخ وبذالك يتم تحويل هذة المواد الى مواد أخرى تابتة ونواتج التحليل إما غازات ( تجد مسارها الى الغلاف الجوى ) أو خلايا حية ( يمكن إزالتها بالترسيب ) أو مواد صلبة عالقة من جراء عمليات التلبد وبفضل الأنزيمات التى تنتجها ااكائنات الحية الدقيقة (ويمكن أزالتها بالترسيب ) وأمثلة هذة الطرق الحمأة النشطة ومرشحات النضيض وبرك موازنة الحمأة .

مراحل معالجة الفضلات في مياة المجاري :

تعالج الفضلات والنفيات الالمحملة علي ثلات مراحل وهى:

1.. المعالجة الاولية :

وتتضمن الغربلة الألية ” الميكانيكية ” والتؤسيب لفصل المواد الصلبة وتتكون من الرمل والحصى وقطع العظام والحبوب وبقايا عمل القهوة والشاي وهى تعتبر مواد غير عضوية .

وأما المواد العضوية الكبيرة مثل بقايا الطعام وبعض المواد الصلبة الأخري التى لها سرعة ترسيب أوكثافة نوعية أكبر من المواد الصلبة العضوية المتواجدة فى الفضلات السائلة ولايستحب أدخال هذة الرواسب لوحدات المعالجة التانوية ونلك لأنها ربما تسببت فى تأكل كبير لأجزائ الوحدات الميكانيكية . وتعتمد أزالة وفصل هذة الرواسب عن بعضها على فرق الكثافة النوعية بين المواد الصلبة العضوية والأخري غير العضوية وغالبأتكون هذة الرواسب قليلة المحتوي العضوي وغير ضارة في المحطات جيدة التصميم والتشغيل وقد تكون قد وصلت نسبة المواد العضوية في هذة الرواسب الى 50% عند حدوت عطل بأجهزة الشى الذي يؤدي الى خطر كما وزان الرواسب النظيفة يمكن أستخدامها لأعمال الردميات أما بنسبة الى لرواسب الملوتة فلابد من أستخدام الردم الصحى أو الحرق الصحي في بقعة مناسبة وبشروط ملائمة أن نوع الرواسب غير العضوية يختلف طبقاُ لحالة النظام التصلريفي أو المجارير وكمية مياة الأمطار ونسبة السوائل الصناعية . ونسبة الى ان الأوساخ تحتوى على العديد من مقاسات الرواسب فلابد من تحديد أصغر حبيبة يمكن أزالتها بوحدة الأزالة . ولقد أختيرت الحبيبة التى لها سرعة ترسيب 0.03 م/ث . وغالبية أجهزة الرواسب غير العضوية تعمل لكى تترسب تلك الحبيبة ‘ غير أن لها سرعة أمامية تحول دون ترسب المواد العضوية .

وتكون هذة السرعة الأمامية أو سرعة دفق السائل فى الجهاز فى حدوث 0.03 م/ث . وبالنسبة لجهاز الترسيب فأن حبيبة التصميم يمكن ترسيبها فى الحوض أنا كانت نسبة العمق الى الطول في المعادلة ..

h/l =10

حيث : h . أرتفاع حوض ترسيب المواد غير العضوية ( م).

l. طول حوض ترسيب المواد غير العضوية (م).

وعملياً تؤخد نسبة أكبر ونلك لوجود اندفاق المطرب في فتحة الدخول أو الخروج وربماوصلت نسبة العمق الى الطول الى تلك الموضحة في المعادلة .. h/l=25

أن أحواض الرواسب غير العضوية تعتمد عاى فرق الكثافة النوعية بين المواد العضوية الصلبة وغير العضوية لضمان فصلهما . ويفترض أن كل الحبييبات تترسب طبقاُلقانون نيوتن كما موضح في المعادلة ..

V=(4g(as-a)* d/3CD)/2

حيت : V.سرعة الترسيب (م/ث).

g.عجلة الجادبية الأرضية (م/ث2).

as.كثافة الحبيبات الصلبة (كجم/م3).

a.كثافة السائل (كجم/م3).

d.قطر الحبيبة (م).

CD.معامل الجذب.

CD=0.34+(3/Re0.5)(24/Re)

حيث : Re.رقم رينوار.

وعلية فأن رواسب الأحواض غير العضوية لها الخصائص الأتية :

سرعتها تابتة عبر المجري .
تعمل بسرغة أمامية تقدر 0.3 م/ث .
لهانسبة طول إلى أرتفاع 0.1 وعملياً تؤخد نسبة الطول الى الأرتفاع لتساوى 25 نسبة لتدفق المطرب فى المدخل والمخرج .
لها نسبة عرض الى أرتفاع تعادل2.

أما بالنسبة لعملية التخلص من الأوساخ الناتجة من الجهاز فإذا كان التلوث قليل فيتم حرقها في الموقع . أما تلك الأوساخ الملوثة فيمكن غسلها ومن تم استخدامها في الردم الصحي . أو يتم تصريفها في المسطحات المائية .و أوساخ غير المنظفة ربما احتوت على 50% مواد عضوية مما يؤهلها لأن تستقطب الحشرات و الهوام ‘ كما أن لها رائحة نفادة غير محببة.

2..المعالجة الثانوية.

وتعتمد علي التحلل البيولوجيى للمواد العضوية وتهدف المعالجة الثانوية للفضلات و المخلفات السائلة إلي :

تختر وإزالة المواد الغروية الصلبة الغير قابلة لترسيب .
موازنة المواد العضوية.
تقليل نسب المواد العضوية الموجودة فى الحمأة .
تخفيض مواد تغدية (مثل النيتروجين والفسفور ) في الحمأة .

يتم التفتيت الحيوى للمواد العضوية بخليط غير متجانس من البكتريا والكائنات الحية الدقيقة . وتقوم الكائنات الدقيقة بتحليل المواد العضوية أمافي بيئة هوائية أو لاهوائية أو أختيارية .

وتتم الأكسدة الأهوائية في وجود الأكسجين وتعمل المواد العضوية كمصدر لطاقة وممول للكربون وتخليق الخلية الحية وتتم التفاعلات المبينة أدناة عند وجود المادة العضوية :

مادة عضوية + أكسجين ـــبكتريا(تخليق خلايا جديدة +طاقة حركية +نواتج ثانوية ( تاني أكسيد الكربون ‘ الماء ‘ الكبريتات ‘ الفوسفات ‘النتراث ‘النتريث )

ويتم التحليل الحيوى للمواد العضوية بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في غياب الأكسجين الحر ‘ غير أنة يستفاد من ألأكسجين المتحد مع مركبات مثل النتريث والنترات والكبريتات طبقاً لتفاعل المذكولر في المعادلة أذناة :

مواد عضوية (مكونة من كربون ‘هايدروجين‘أكسجين‘نيتروجين‘كبريت)ـــبكتريا الأحماض) تخليق خلايا جديدة +طاقة +أحماض عضوية +كحول .

ويقال أنتاج ألاحماض العضوية من الرقم الهايروجينى ممايقود الى

بناء بكتريا الأحماض المكونة لها وتحل محلها بكتريا الميتان . وهذة الخيرة تقوم بتكوين خلايا جديدة كما مبين في المعادلة التالية :

الكحول ـــ بكترياالميثان) تخلبق خلايا جديدة + نواتج ثانوية ( ميتان ‘كبرتيد الهيدروجين ‘ تانى أكسيد الكربون ‘ماء )

تقوم بعض أنواع البكتريا بتحويل المواد الغير عضوية وأكسدة ألامونيا . أذ تقوم البكتريا المنترتة بتحويل الأمونيا الى بيتريت ومن تم تقوم البكتريا المنترتة بأكسدة النيتريت المتكون إلى نترات كما ممثل في المعادلات التالية :

2NH4+3O2——>2NO-2 + 2H2O 4H+

2NO-2 + O2—–>2NO-3

طرق و تقانة المعالجة الثانوية ::

تنقسم الطرق المستخدمة في المعالجة الثانوية بصورة عامة الى :

1..طرق النمو المرتبط ::

يحتوى النمو المرتبط علي مجموعة من أنماط المعالجة الثانوية . وفي هذا النوع من نظم المعالجة فأن الكائنات الحية تكون مرتبطة أو متبتة بسطح أو وسط صلب . وهذا يعنى أن الكائنات الحية تتم تغديتها .

وتعمل العديد من العوامل لتلامس المواد العضوية الكائنات الحية الدقيقة . وأمثلة لطرق النمو المرتبط مرشح النضيض و الأقراص الملامسة الدوارة .

2. طرق النمو العالق ::

وفي هذا النوع من أنماط المعالجة الحيوية فأن الكائنات الحية الدقيقة لها حرية الحركة داخل المفاعل بمعنى أن الكائنات الحية الدقيقة تبحت لوحها عن غدائها ومن أمثلة هذة الطرق الحمأة النشطة وأخدود الأكسدة وبرك التهوية والهضم الهوائي .

3.طرق المعالجة بالنمو العالق ::